高考化学一轮复习第3章金属及其化合物第2讲铝及其重要化合物教案

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1．铝的性质及用途
(1)存在
铝是地壳中含量最多的金属元素。自然界中的铝全部以化合态存在。
(2)物理性质
(3)从原子结构角度认识铝的化学性质
铝在元素周期表中处于第三周期第ⅢA族，其原子结构示意图为，原子最外层有3个电子，在反应中易失去电子，表现出还原性。
写出图中有关反应的化学(或离子)方程式：
②2Al＋3Cl2 eq \(=====,\s\up15(点燃)) 2AlCl3
④2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑或2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋3H2↑。
⑤2Al＋Fe2O3 eq \(=====,\s\up15(高温)) 2Fe＋Al2O3(铝热反应)。
铝是活泼金属，但抗腐蚀性能强，原因是常温下Al与O2反应生成一层致密的氧化物薄膜而防止内部金属进一步被氧化。
(4)铝的用途
纯铝用作导线，铝合金用于制造汽车、飞机、生活用品等。
2．氧化铝
(1)物理性质：白色固体，难溶于水，熔点很高。
(2)化学性质
氧化铝只能溶于强碱(如NaOH溶液等)，不能溶于弱碱溶液(如氨水等)。
(3)重要用途
①作耐火材料：Al2O3的熔点很好，可制造耐火坩埚等。
②冶炼金属铝：作为原料，电解熔融氧化铝得到金属铝：2Al2O3(熔融) eq \(=====,\s\up15(电解),\s\d12( )) 4Al＋3O2↑。
3．氢氧化铝
(1)物理性质：白色胶状不溶于水的固体，有较强的吸附性。
(2)化学性质
写出图中①、②离子方程式及③的化学方程式：
①Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
②Al(OH)3＋OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O。
③2Al(OH)3 eq \(=====,\s\up15(△)) Al2O3＋3H2O。
从电离角度认识Al(OH)3的化学性质，
Al(OH)3是两性氢氧化物，有两种电离方式：
(3)制备方法(写离子方程式)
①向可溶性铝盐中加入足量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O ===Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 。
②NaAlO2溶液中通入足量CO2：AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
4．一种重要的复盐——明矾
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020·江苏卷)室温下，Al与4.0 ml·L－1NaOH溶液反应生成NaAlO2(√)
(2)(2018·全国卷Ⅱ)氢氧化铝可用于中和过多胃酸(√)
(3)(2018·江苏卷)在给定条件下，可发生转化：Al(s) eq \(――→,\s\up15(NaOH（aq）),\s\d12( )) NaAlO2(aq) eq \(――→,\s\up15(过量HCl（aq）),\s\d12( )) Al(OH)3(s)(×)
(4)(江苏卷)向Al2(SO4)3溶液中加入过量氨水：Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) (√)
(5)(全国卷Ⅰ)用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，熔化后的液态铝滴落下来，金属铝的熔点较低(×)
[通关2] (新教材链接)(人教必修第一册·P80，6题改编)两份相同质量且均过量的铝，分别放入等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，放出的氢气在同温同压下的体积之比为( )
A．1∶3 B．1∶1
C．2∶3 D．3∶2
A [等体积、等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，n(HCl)＝n(NaOH)，两份铝的质量相等，且均过量，HCl、NaOH均反应完全。假设n(HCl)＝n(NaOH)＝1 ml，发生反应：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，则Al与盐酸、NaOH溶液反应生成氢气的物质的量分别为 eq \f(1,2) ml、 eq \f(3,2) ml，在同温同压下的体积之比为 eq \f(1,2) ml∶ eq \f(3,2) ml＝1∶3。]
[通关3] (2020·江苏卷)下列有关物质的性质与用途具有对应关系的是( )
A．铝的金属活泼性强，可用于制作铝金属制品
B．氧化铝熔点高，可用作电解冶炼铝的原料
C．氢氧化铝受热分解，可用于中和过多的胃酸
D．明矾溶于水并水解形成胶体，可用于净水
D [用铝制作金属制品是利用了其延展性、导热性好，与其活泼性无关，A项错误；熔融态氧化铝能导电，可用作电解冶炼铝的原料，与氧化铝的熔点高无关，B项错误；氢氧化铝能与胃酸(主要成分是盐酸)反应，可用于中和过多的胃酸，与其受热分解无关，C项错误；Al3＋水解生成Al(OH)3胶体，可以用于净水，D项正确。]
[通关4] (2020.1·浙江选考)下列关于铝及其化合物说法，不正确的是( )
A．明矾可用作净水剂和消毒剂
B．利用铝热反应可冶炼高熔点金属
C．铝可用作包装材料和建筑材料
D．氢氧化铝可用作治疗胃酸过多的药物
A [明矾溶于水电离产生Al3＋，Al3＋发生水解得到Al(OH)3胶体，具有较强吸附性，能吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，不能作消毒剂，A项错误。]
[通关5] (深度思考)(1)等质量的两份铝分别与足量的盐酸、氢氧化钠溶液反应，所得H2的体积之比是________。
(2)足量的两份铝分别投入到等体积、等物质的量浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，产生H2的体积之比是___________。
(3)足量的两份铝分别投入到等体积、一定物质的量浓度的HCl、NaOH溶液中，二者产生的H2相等，则HCl和NaOH的物质的量浓度之比是________。
解析 (1)根据化学方程式：2Al＋6HCl===2AlCl3＋3H2↑、2Al＋2NaOH＋2H2O===2NaAlO2＋3H2↑，得Al与H2的关系式均为2Al～3H2，故只要参加反应的Al的量相等，所得H2的量必相等。
(2)因为在反应中Al过量，产生的H2由HCl和NaOH的量决定。根据化学反应中的关系式：6HCl～3H2、2NaOH～3H2，故当HCl、NaOH物质的量相等时，二者产生H2的体积比为1∶3。
(3)因为铝足量且产生H2的量相等，根据关系式n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1，又因为两溶液体积相等，故物质的量浓度c(HCl)∶c(NaOH)＝n(HCl)∶n(NaOH)＝3∶1。
答案 (1)1∶1 (2)1∶3 (3)3∶1
知识点2 “铝三角”的转化关系 从铝土矿冶炼金属铝
1．“铝三角”——Al3＋、AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 和Al(OH)3之间的转化
写出实现上述各步转化的离子方程式。
(1)①Al3＋＋3NH3·H2O===Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 。
②Al3＋＋3AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋6H2O===4Al(OH)3↓。
③Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓。
(2)Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O。
(3)Al3＋＋4OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O。
(4)AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋4H＋===Al3＋＋2H2O。
(5)①AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 。
②AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓。
(6)Al(OH)3＋OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O。
①Al3＋与OH－及AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 、CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) 、S2－等弱酸根阴离子不能共存。AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) 与H＋、HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 以及弱碱阳离子Al3＋、Fe3＋等不能大量共存。②既能与盐酸反应，又能与氢氧化钠溶液反应的物质有：Al、Al2O3、Al(OH)3；多元弱酸的酸式盐(如NaHCO3、NaH2PO4、NaHSO3等)；弱酸的铵盐[如NH4HCO3、CH3COONH4、(NH4)2S等]；氨基酸和蛋白质。
2．利用铝土矿冶炼金属铝的工艺流程
由铝土矿(主要成分是Al2O3，含SiO2、Fe2O3、MgO等杂质)提取Al2O3，并冶炼金属铝的两大工艺流程：
工业上采用电解熔融Al2O3的方法冶炼金属铝，不能采用电解熔融AlCl3的方法，其原因是在熔融态时AlCl3以分子形式存在，不导电。
[通关1] (易错排查)判断正误
(1)(2020·江苏卷)0.1 ml·L－1NaAlO2溶液中通入过量CO2∶AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋CO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) (√)
(2)(2020·北京卷)铝粉和氧化铁组成的铝热剂用于焊接钢轨：2Al＋Fe2O3 eq \(=====,\s\up15(高温),\s\d12( )) Al2O3＋2Fe(√)
(3)(2019·江苏卷)用铝粉和NaOH溶液反应制取少量H2∶Al＋2OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H2↑(×)
(4)(2018·江苏卷)KAl(SO4) 2·12H2O溶于水可形成 Al(OH)3胶体(√)
(5)(2017·北京卷)制备无水AlCl3：蒸发Al与稀盐酸反应后的溶液(×)
[通关2] (新教材链接)(人教必修第一册·P80，3题改编)向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，立即封闭罐口，易拉罐渐渐凹瘪；再过一段时间，罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是( )
A．CO2＋2OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O
B．Al2O3＋2OH－===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H2O
C．2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋3H2↑
D．Al3＋＋4OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O
D [向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液，首先CO2与NaOH发生反应生成Na2CO3，罐内气体压强减小，易拉罐渐渐凹瘪，离子反应为CO2＋2OH－===CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O，A项正确；铝制易拉罐表面有氧化膜Al2O3，与NaOH溶液发生反应生成NaAlO2，离子反应为Al2O3＋2OH－===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H2O，B项正确；Al与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2，罐内气体压强增大，罐壁又重新凸起，反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋3H2↑，C项正确；整个过程中，不涉及Al3＋与NaOH溶液的反应，D项错误。]
[通关3] (2021·湖南名校联合体联考)工业上用铝土矿(主要成分为Al2O3，含Fe2O3杂质)为原料冶炼铝的工艺流程如下，下列叙述正确的是( )
A．反应①中试剂X是NaOH溶液
B．反应①过滤后所得沉淀为氢氧化铁
C．图中所示转化反应中包含一个氧化还原反应
D．将试剂X和Y进行对换，最终可以达到相同的效果
A [ Al2O3、Fe2O3都和H2SO4反应，要将Al2O3和Fe2O3分离出来，可利用Al2O3的两性，用NaOH溶液将其溶解为NaAlO2，则固体难溶物是Fe2O3，然后向NaAlO2溶液中通CO2制得Al(OH)3沉淀，发生CO2＋AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，Al(OH)3加热分解产生Al2O3，电解熔融Al2O3可得Al。由上述分析可知试剂X为NaOH溶液，A项正确；Fe2O3与NaOH不反应，所以反应①后过滤得到沉淀为Fe2O3，B项错误；反应①、②是复分解反应，Al(OH)3变为Al2O3的反应为分解反应，不包含氧化还原反应，C项错误；由上述分析可知，X为NaOH，Y是CO2，将试剂X和Y进行对换，①不能分离Fe2O3、Al2O3，不能达到相同效果，D项错误。]
[通关4] (2021·湖南汨罗一中检测)下列实验过程中产生沉淀的物质的量(Y)与加入试剂的物质的量(X)之间的关系正确的是( )
A．甲向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡
B．乙向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸至过量且边滴边振荡
C．丙向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量
D．丁向NaOH、Ba(OH)2、NaAlO2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量
C [向AlCl3溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量且边滴边振荡，先产生Al(OH)3沉淀：AlCl3＋3NaOH===Al(OH)3↓＋3NaCl，继续滴加NaOH溶液，Al(OH)3和NaOH溶液反应，生成NaAlO2，沉淀溶解：NaOH＋Al(OH)3===NaAlO2＋2H2O，所以沉淀量达到最大消耗NaOH和沉淀溶解消耗NaOH的比为3∶1，A项错误。向NaAlO2溶液中滴加稀盐酸，立刻产生Al(OH)3沉淀，发生反应：AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H＋＋H2O===Al(OH)3↓，随着盐酸的逐滴加入，开始形成的沉淀又逐渐溶解，发生反应：Al(OH)3＋3H＋===Al3＋＋3H2O，所以沉淀量达到最大消耗的盐酸和沉淀完全溶解消耗的盐酸的物质的量之比是1∶3，B项错误。向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴加入NaOH溶液，开始滴加NaOH发生反应为Al3＋＋3OH－===Al(OH)3↓，先产生Al(OH)3沉淀，当Al3＋沉淀完全后，然后发生反应NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋OH－===NH3·H2O；此时沉淀Al(OH)3的量不变，最后继续滴加NaOH，发生反应Al(OH)3＋OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O，Al(OH)3沉淀溶解，沉淀量达到最大消耗NaOH、沉淀量不变和沉淀溶解消耗NaOH的比为3∶1∶1，C项正确。向NaOH、Ba(OH)2、NaA1O2的混合溶液中逐渐通入CO2至过量，首先发生反应：Ba(OH)2＋CO2===BaCO3↓＋H2O，产生沉淀，然后发生：CO2＋2NaOH===Na2CO3＋H2O，此时沉淀的量不变，再发生反应2NaAlO2＋CO2＋3H2O===2Al(OH)3↓＋Na2CO3，产生沉淀，又发生反应：CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋H2O＋CO2===2HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，BaCO3＋H2O＋CO2===Ba(HCO3)2, 沉淀量不变，最后发生反应：BaCO3＋2H2O＋2CO2===Ba(HCO3)2，沉淀部分溶解，D项错误。]
训练(十三) 铝及其重要化合物
1．(2021·河北承德检测)下列有关铝及其化合物的性质说法正确的是( )
A．Al2O3熔点高，可用作耐高温材料
B．用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，发现熔化后的液态铝滴落下来，所以金属铝的熔点较低
C．把用砂纸打磨过的铝条放入浓硝酸中，产生红棕色气体
D．把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，产生大量白色沉淀
A [Al2O3的熔点高，可用作耐高温材料，A项正确；用坩埚钳夹住一小块用砂纸仔细打磨过的铝箔在酒精灯上加热，发现熔化后的液态铝不会滴落下来，因为铝表面生成氧化铝，氧化铝的熔点高，B项错误；常温下，铝单质与浓硝酸发生钝化，生成致密氧化膜阻止反应进一步进行，不会产生红棕色气体，C项错误；把氯化铝溶液滴入浓氢氧化钠溶液中，开始氢氧化钠过量，不会产生白色沉淀，随着反应进行，后来有白色沉淀，D项错误。]
2．(2021·陕西榆林高三调研)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]在造纸等方面应用广泛。实验室中采用废易拉罐(含有Al和少量Fe、Mg杂质)制备明矾的流程如图所示：
下列叙述错误的是( )
A．回收处理废易拉罐有利于保护环境和资源再利用
B．“沉淀”为Al2(CO3)3
C．“操作a”中包含蒸发浓缩、冷却结晶、过滤等
D．上述流程中可用过量CO2代替NH4HCO3
B [回收处理废易拉罐，有利于资源的再利用，同时减少了环境污染，A项正确；NaAlO2溶液中加入NH4HCO3溶液，发生反应：AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋H2O===Al(OH)3↓＋CO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ，则所得“沉淀”为Al(OH)3，B项错误；明矾易溶于水，从溶液中获取明矾的操作是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等，C项正确；NaAlO2溶液中通入过量CO2，发生反应：CO2＋AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O===Al(OH)3↓＋HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ，故可用过量CO2代替NH4HCO3，D项正确。]
3．(2021·天津静海检测)下列各组物质，不能按a―→b―→c(“―→”表示反应一步完成)关系转化的是( )
C [Al2O3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，NaAlO2溶液中通入CO2生成Al(OH)3，A项正确；AlCl3与氨水反应生成Al(OH)3，Al(OH)3溶于NaOH溶液生成NaAlO2，B项正确；铝不能直接生成Al(OH)3，C项错误；MgCl2与NaOH溶液反应生成Mg(OH)2，Mg(OH)2加热分解生成MgO，D项正确。]
4．(2021·原创题)下列有关铝及其化合物的说法中正确的是( )
A．室温下，将铝片放入浓硝酸中，无明显实验现象，说明铝与浓硝酸不发生反应
B．氧化铝和氢氧化铝都是两性化合物，均可用于治疗胃酸过多
C．明矾是常用的净水剂，净水时发生的反应为：Al3＋＋3H2O⇌Al (OH)3(胶体)＋3H＋
D．AlCl3溶液中加入足量氨水，产生的白色沉淀立即溶解：Al3＋＋4NH3·H2O===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋4NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ＋2H2O
C [室温下，Al在浓硝酸中发生钝化，无明显现象，A项错误；Al(OH)3用于治疗胃酸过多，而Al2O3则不能，B项错误；明矾溶于水电离产生Al3＋，发生水解生成Al(OH)3胶体，用于吸附水中悬浮杂质，起到净水作用，C项正确；Al(OH)3不能溶于过量氨水，应为Al3＋＋3NH3·H2O=== Al(OH)3↓＋3NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) ，D项错误。]
5．(2021·湖北武汉联考)铵明矾[NH4Al(SO4)2·12H2O]是分析化学常用基准试剂，其制备过程如下。下列分析不正确的是( )
A.过程Ⅰ反应：2NH4HCO3＋Na2SO4===2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4
B．检验溶液B中阴离子的试剂仅需BaCl2溶液
C．若省略过程Ⅱ则铵明矾产率明显减小
D．向铵明矾溶液中逐滴加入NaOH溶液先后观察到：刺激性气体逸出→白色沉淀生成→白色沉淀消失
D [过程Ⅰ是利用了相同温度下，NaHCO3的溶解度远小于NH4HCO3、Na2SO4和(NH4)2SO4的溶解度的性质，NH4HCO3与Na2SO4发生复分解反应：2NH4HCO3＋Na2SO4===2NaHCO3↓＋(NH4)2SO4，析出溶解度较小的NaHCO3晶体，A项正确； 滤液A中含有SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 及未反应的HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 等阴离子，用稀H2SO4调节pH＝2，HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与H＋发生反应生成CO2、H2O，此时溶液B呈酸性，直接加入BaCl2溶液检验SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 即可，溶液中产生白色沉淀，B项正确；省略过程Ⅱ，会使溶液B中混入HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 离子，而HCO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) 与Al3＋会发生相互促进的双水解反应，生成Al(OH)3沉淀，导致铵明矾的产率的明显减小，C项正确；铵明矾溶液中含有的NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 、Al3＋都能与OH－发生反应，由于Al3＋与NH3·H2O能发生反应生成Al(OH)3沉淀，故铵明矾溶液中加入NaOH溶液后，Al3＋先与OH－反应生成白色Al(OH)3沉淀，随后NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 与OH－反应生成NH3·H2O，而NH3·H2O不稳定，部分发生分解放出刺激性气体NH3，当NaOH溶液过量时，Al(OH)3与OH－反应生成NaAlO2，Al(OH)3沉淀逐渐溶解，最后完全消失，D项错误。]
6．(2021·湖南衡阳检测)某同学利用下图实验探究金属铝与铜盐溶液反应，下列说法正确的是( )
A．由实验1可以得出结论：金属铝的活泼性弱于金属铜
B．导致实验1、2出现不同现象的原因可能是CuCl2的溶解度比CuSO4大
C．实验2中生成红色物质的离子方程式：Al＋Cu2＋===Al3＋＋Cu
D．由上述实验可推知：用砂纸打磨后的铝片分别与c(H＋)均为0.2 ml·L－1的盐酸和硫酸反应，前者更剧烈
D [实验1和2溶液中阴离子不同，可能SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在影响了Al与Cu2＋的反应，实际上Al的活泼性强于Cu，A项错误；CuSO4、CuCl2都易溶于水，实验1和2现象不同的原因可能是溶液中存在阴离子的作用，B项错误；Al与Cu2＋发生置换反应，离子方程式为2Al＋3Cu2＋===2Al3＋＋3Cu，C项错误；对比实验1和2现象推知SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 的存在影响了Al与Cu2＋的反应，故c(H＋)相同的盐酸和硫酸分别与铝反应时，盐酸反应更剧烈，D项正确。]
7．(2021·宁夏育才中学检测)铝是一种重要的金属，在生产、生活中具有许多重要的用途，如图是从铝土矿中制备铝的工艺流程：
已知：①铝土矿的主要成分是Al2O3，此外还含有少量SiO2、Fe2O3等杂质；
②溶液中的硅酸钠与偏铝酸钠反应，能生成硅铝酸盐沉淀， 化学反应方程式为2Na2SiO3＋2NaAlO2＋2H2O===Na2Al2Si2O8↓＋4NaOH。
请回答下列问题：
(1)铝土矿中Al2O3与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为________________。
(2)在工艺流程中“酸化”时，加入的最佳物质B是___________________，
理由是________________________，
写出酸化过程发生反应的化学方程式：________________________________。
(3)工业上用Al2O3与C、Cl2在高温条件下反应制取AlCl3，理论上每消耗6.0 g碳单质，转移1 ml电子，则反应的化学方程式为__________________________________________。
(4)某同学推测铝与氧化铁发生铝热反应得到的熔融物中还含有Fe2O3，设计了如下方案来验证：取一块该熔融物投入少量稀硫酸中，反应一段时间后，向反应后的混合液中滴加物质甲的溶液，观察溶液颜色的变化，即可证明熔融物中是否含有Fe2O3。
物质甲是__________(填化学式)，请判断该同学设计的实验方案的合理性________(填“合理”或“不合理”)。原因是______________________________________
(若合理，则不用填写)。
解析 (1)铝土矿中Al2O3与NaOH溶液反应生成NaAlO2和H2O，离子方程式为Al2O3＋2OH－===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H2O。
(2)由于Al(OH)3不溶于H2CO3等弱酸，易溶于强酸，故在工艺流程中“酸化”时，常通入过量CO2气体，其优点是Al(OH)3不会溶解，便于控制反应，且原料的价格低廉，反应的化学方程式为CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3。
(3)理论上每消耗6.0 g碳单质(即0.5 ml)，转移1 ml电子，则C元素由0价变为＋2价，据此推测反应产生CO，结合得失电子守恒和原子守恒写出化学方程式：Al2O3＋3C＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2AlCl3＋3CO。
(4)检验溶液中是否含有Fe3＋，常加入KSCN溶液，若溶液变成血红色，则含有Fe3＋，否则不含Fe3＋。由于铝热反应所得固体中含有Fe、Al、Al2O3，而Fe3＋具有较强氧化性，可与Fe、Al反应生成Fe2＋，故不能检验出是否含有Fe3＋。
答案 (1)Al2O3＋2OH－===2AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋H2O
(2)CO2 CO2过量时氢氧化铝不会溶解，反应易控制，且原料廉价 CO2＋NaAlO2＋2H2O===Al(OH)3↓＋NaHCO3
(3)Al2O3＋3C＋3Cl2 eq \(=====,\s\up7(高温)) 2AlCl3＋3CO
(4)KSCN 不合理 Fe3＋能与Fe、Al反应生成Fe2＋，不能检出Fe3＋
知识清单
[基本概念]①两性氧化物；②两性氢氧化物
[重要物质]①铝；②氧化铝；③氢氧化铝；④明矾
[基本规律]①铝与强酸、强碱溶液反应的规律；②可溶性铝盐与强碱溶液的反应规律；③“铝三角”之间的转化规律
颜色、
状态
熔点
沸点
密度
延展性
导电、导热性
银白色
固体
660.4 ℃
2 467 ℃
2.70 g·cm－3
好
良好
化学式
KAl(SO4)2·12H2O(水溶液pH<7)
组成
硫酸铝钾是由两种不同的金属离子和一种酸根离子组成的化合物
净水原理
Al3＋＋3H2O⇌Al(OH)3(胶体)＋3H＋，Al(OH)3胶体吸附水中杂质形成沉淀而净水
与Ba(OH)2
溶液的反应
Al3＋恰好完全沉淀的离子方程式：
2Al3＋＋3SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋3Ba2＋＋6OH－===2Al(OH)3↓＋3BaSO4↓
SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 恰好完全沉淀的离子方程式：
Al3＋＋2SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋2Ba2＋＋4OH－===AlO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2H2O＋2BaSO4↓
选项
a
b
c
A
Al2O3
NaAlO2
Al(OH)3
B
AlCl3
Al(OH)3
NaAlO2
C
Al
Al(OH)3
Al2O3
D
MgCl2
Mg(OH)2
MgO